Отслеживание и управление прецизионной регистрацией плёнок
Регистрация плёнок с помощью детекции меток «глаз» и высокоскоростных фотоэлектрических датчиков
Вертикальные машины для формирования, заполнения и герметизации (vFFS) обеспечивают высокую точность формирования пакетов благодаря способности сканировать регистрационные метки более 200 раз в секунду и корректировать положение формирующего модуля менее чем за 5 миллисекунд (быстрее, чем время реакции человека). Точность визуального совмещения печатного рисунка с поперечным швом поддерживается в пределах ±0,5 мм. Эта система жизненного цикла предотвращает нежелательные смещения изображений, контролирует расход плёнки и обеспечивает стабильную работу машины даже при максимальной производительности — 120 пакетов в минуту.
Датчики коррекции с обратной связью и датчики контроля края удерживают плёнку в одном и том же положении.
Инфракрасные датчики края обеспечивают боковое управление смещением пленки путем обнаружения положения края пленки и передачи этой информации в систему ПЛК. Что происходит дальше? Замкнутая система получает эту информацию и корректирует положение направляющих роликов и настройки натяжения. Дополнительное уточнение работы системы достигается за счет динамических тормозных систем, которые обнаруживают и компенсируют незначительные смещения пленки при ее разматывании. Пневматические исполнительные механизмы обеспечивают регулировку с точностью до микрон. Обратная связь также играет важную роль в данной системе, поскольку она передает информацию о положении с частотой 10 Гц. Все эти механизмы обеспечивают выравнивание пленки в течение длительных производственных циклов с точностью порядка 0,3 мм. В результате полностью исключаются проблемы герметизации, вызванные смещением пленки в процессе производства.
Управление движением с использованием поворотных энкодеров и серводвигателей.
Вертикальные машины типа «формовка-заполнение-запайка» используют высокоточные системы, гарантирующие использование одинакового количества пленки в одном и том же положении, что позволяет минимизировать количество производственных отклонений.
Таймерные формующие воротника, синхронизированные сервоприводы и управление длиной пакета с помощью ротационного энкодера.
Наши серводвигатели обеспечивают точный контроль скорости на всем протяжении процесса обработки пленки. Кроме того, ротационные энкодеры определяют угловое положение вала тысячи раз в секунду. Ключевым преимуществом является объединение данных о вращении с данными о положении формующих воротников. Это позволяет получать пакеты исключительно одинаковой длины с отклонением всего в полмиллиметра по всей партии. В ситуациях, когда технологический процесс требует резких остановок и запусков, высокомоментные сервоприводы обеспечивают плавное движение без рывков. В ходе процесса замедление и быстрое перемещение формующих воротников контролируются и корректируются системой управления движением на основе данных энкодеров в реальном времени. Точность производства позволяет оптимизировать расход упаковочного материала, сократив его потребление в большинстве случаев на 15 %.
Регулировка положения уплотнения и момента отсечки осуществляется с помощью ПЛК в замкнутой системе.
ПЛК определяет положение термоуплотняющих планок и момент срабатывания режущих ножей, а затем сравнивает эти данные с ожидаемым положением планок и требуемым моментом отсечки. Система выполняет корректировку для любых отклонений, превышающих диапазон ±0,3 мм. Положение термоуплотняющих планок и момент отсечки динамически корректируются в ответ на изменение натяжения пленки. ПЛК использует алгоритмы ПИД-регулирования, откалиброванные с точностью до миллисекунды, для управления моментом срабатывания ножей. ПЛК учитывает тепловое расширение датчиков температуры, чтобы обеспечить плотное уплотнение, полностью непроницаемое для воздуха. Уровень ошибок в таких системах обычно составляет менее 0,1 %. Институт автоматизации упаковки представил в своём отчёте за 2023 год исследование, в котором указано, что благодаря позиционным корректировкам, осуществляемым этими системами, производительность линии возросла на 20 %.
Механическая стабильность: формирующий воротник, центровка трубки и регулирование натяжения
Формирующие воротники оптимизированной геометрии и выравнивание вертикальных трубок обеспечивают минимальный снос плёнки
Хорошо спроектированные и правильно оформленные поворотные формирующие воротники обеспечивают точное преобразование плоской плёнки в трубку без каких-либо деформаций. Лазерные системы вертикального выравнивания поддерживают полное совпадение положения всех элементов с захватами и предотвращают боковое смещение, вызывающее несоосность печатных изображений и негерметичность швов пакетов. Испытания показали, что применение воротников специальной формы снижает вариации положения более чем на 92 %. Такая точность критически важна в высокоскоростных процессах, где отклонение всего в 0,5 мм может привести к полному разрушению структуры пакета. Контроль натяжения рулонного материала при разматывании и его скоса при вертикальном перемещении плёнки
На протяжении всего вертикального перемещения пленки сервоконтролируемые тормоза обеспечивают постоянный контроль натяжения и автоматически корректируются с учетом изменения скорости и диаметра рулонов пленки. Специализированные датчики нагрузки фиксируют изменения в ограниченном диапазоне с активной коррекцией до 1000 раз в секунду. Инфракрасные направляющие компенсаторы бесступенчато корректируют боковое смещение материала до того, как он достигнет зоны предполагаемой формы. Комбинация этих двух систем компенсирует растяжение пленки, вызванное изменением влажности, и устраняет образование морщин. Для данной конструкции производитель способен обеспечить производственную мощность более 200 пакетов в минуту без каких-либо затруднений.
Часто задаваемые вопросы
Какова цель точного отслеживания пленки?
Точное отслеживание пленки обеспечивает поддержание правильного выравнивания пленки, корректное её позиционирование, совмещение графических элементов, точность герметизации и, в конечном счете, способствует минимизации отходов пленки и повышению эффективности производства.
Как работают датчики краевого управления?
Датчики краевого управления отслеживают боковое положение плёнки и передают эти данные в систему ПЛК для выполнения корректировок положения и устойчивости плёнки в реальном времени.
Какова функция сервомоторов в машине FFS?
Сервомоторы управляют движением плёнки и обеспечивают постоянную длину пакета, а также снижают потери в производстве за счёт возможности точной регулировки и коррекции движения плёнки на основе сигналов энкодера.
Почему механическая устойчивость важна в технологии FFS?
Для достижения точной упаковки при сохранении высокой производительности необходима достаточная механическая устойчивость, обеспечивающая правильное выравнивание плёнки, поддержание требуемого натяжения плёнки, а также предотвращение механического смещения и деформации.